Benedict reaksiyonu

Benedict Ayıracı (bazen Benedict Solüsyonu veya Kalitatif Benedikt Çözeltisi), indirgeyici şeker ve diğer indirgen substratların varlığını tespit etmek için sıklıkla Fehling çözeltisi ile kullanılan bir kimyasal reaktiftir. Bu reaktif sodyum karbonat, sodyum sitrat ve bakır(II) sülfat pentahidratın karışımı olan bir çözeltidir. Bu reaktifle yapılan biyokimyasal testlere Benedict testleri denir. Pozitif Benedict testinde açık maviden tuğla kırmızısına kadar değişen bir renk ve çökelti oluşur.

Esasında Benedict testi; aldehit grubu, alfa-hidroksi-keton grubu ve bazı belli ketozların içinde bulunan hemiasetal grubunun varlığını tespit eden bir testtir. Örneğin, ketoz fruktoz tam olarak indirgeyici şeker olmasa da Benedict çözetisinin unsurları bir alfa-hidroksi-keton olan fruktozu aldoz glukoz ve mannoza çevirdiği için pozitif sonuç alınır. Reaktifin küprik (Cu2+) bileşiği tarafından redükte şekerin oksidasyonu küivöz (Cu+) oluşturur ve bu iyon kırmızı renkte ve suda çözünmeyen Bakır(I) oksit(Cu2O) şeklinde çökelir.

Testin ismi Amerikalı kimyager Stanley Rossiter Benedict'ten gelmektedir.

Kompozisyon ve hazırlama
Benedict çözeltisi koyu mavi renkte sulu bir solüsyondur. Her litresi şu bileşikleri içerir:

17,3 g bakır sülfat
173 g sodyum sitrat
100 g suyu uzaklaştırılmış sodyum karbonat veya muadili olarak 270 g sodyum karbonat dekahidrat

Ayıraç aşama aşama hazırlanır. Önce sodyum karbonat ve sodyum sitrat karıştırılır, sonra çözelti sürekli karıştırılırken yavaşça bakır sülfat eklenir.

Sodyum sitrat öbür türlü çökelecek olan Cu2+ iyonlarını solüsyonda tutarak kompeks yapıcı unsur olarak bulunur. Sodyum karbonat solüsyonu alkali kalmasını sağlar. Zayıf bir redükte ajanın varlığında bakır (II) iyonları, bakır (I) iyonlarına indirgenirler ve alkali ortamda belirgin kırmızı renkli bakır (I) oksitleri olarak çökelirler.

Organik analiz
Bir gıdanın içindeki monosakkarit ve indirgen disakkarit varlığını test etmek için gıdadan bir nümune alınır ve suyu içinde çözdürülür ve az miktarda Benedict solüsyonu eklenir. Genellikle 4-10 dakika arasında süren su banyosundaki ısıtma işlemi sırasında tüpün içindeki solüsyonun mavi rengi eğer indirgen şeker yoksa korunurken indirgen şeker varlığında turuncu, sarı, yeşil, kırmızı ve sonra tuğla kırmızı renginde çözeltiler veya kahverengi renk(eğer redükte edici şeker konsantrasyonu yüksekse) oluşturur. Renk değişimi indirgen şeker varlığına göre değişir.

Maltoz ve laktoz, Benedict ayıracı tarafından direkt tespit edilir çünkü ikisi de izomerizasyondan sonra serbest indirgeyici aldehit grubu kısmına sahip olacak olan glukozlar içerir.

Meydana geldiği fruktoz ve glukozun arasındaki glikosidik bağın formasyonundan dolayı izomerizasyon süreci gerçekleşmez ve sonucunda glukozunda aldehit veya fruktozunda alfa-hidroksi-keton grubu oluşmadığı için sükroz (çay şekeri) indirgeyici bir şeker değildir ve bu yüzden Benedict reaktifi ile reaksiyona girmez. Lakin eğer dilüe edilmiş hidroklorik asit ile testten önce ısıtılırsa sükroz dolaylı olarak Benedict testinde pozitif sonuç verir. Sükroz bu uygulamada asidik koşullardan dolayı değişikliğe uğrar ve ısıdan dolayı hidroliz ile glikositik bağları kopar. Sükrozun ayrışmasının ürünü olan glukoz ve fruktoz ise yukarıda belirtildiği gibi Benedict ayrıcası ile reaksiyona girip tespit edilebilir.

Nişasta Benedict ayıracı ile reaksiyona girmez veya çok zayıf şekilde reaksiyona girer. Bunun sebebi karbonhidrat zincirlerinin sonunda bulunan indirgeyici şeker az ve yetersiz olmasıdır. İnositol dahil diğer karbonhidratlar negatif sonuç verir.

Benedict testi idrardaki glukoz varlığını tespit etmek için kullanılabilir. İdrarda yükselmiş glukoz seviyesine glukozüri denir ve glikozüri, diabetes mellitus hastalığının semptomudur, ama Benedict testinin teşhiste kullanılması tavsiye edilmez. Bunun sebebi askorbik asit, ilaçlar(mesela radyolojik prosedürlerde kontrast olarak kullanılan levodopa) ve homogensitik asit(alkaptonüri) gibi diğer indirgeyici maddelerin testin sonucunu yanlış pozitif yapabilecek olmasıdır.

Çökeltide gözlemlenen renk, solüsyondaki şeker konsantrasyonuna bağlı olduğu için bu test aynı zaman yarı kantitatif bir testtir. Yeşilimtırak renkteki çökeltiler %0,5g konsantrasyonu, sarı çökeltiler %1g konsantrasyonu, turuncu çökeltiler %1,5g konsantrasyon ve kırmızı çökeltiler %2g veya daha fazla konsantrasyon gösterir.

Net reaksiyon
Benedikt solüsyonundaki bakır (II) iyonları ile aldehit grubunun (veya alfa-hidroksi-keton grubu) net reaksiyonu şu şekilde yazılabilir:

RCHO + 2 Cu2+ + 5 OH− → RCOO− + Cu2O + 3 H2O

Denklemdeki hidroksit iyonları sodyum karbonat suda çözündüğünde oluşur. Sitratın eklenmesiyle denklem şu hale dönüşür:

RCHO + 2 Cu(C6H5O7)− + 5 OH− → RCOO− + Cu2O + 2 C6H5O73– + 3 H2O

Ayrıca bakınız
Dekstroz ekivalan

Diğer oksitleyici(yükseltgeyici) reaktifler

Fehling solüsyonu
Tollens ayıracı

Diğer redükleyici(indirgeyici) reaktifler

Jones redüktörü
Walden redüktörü

Dipnot
Kaynakça